近代光学测试思考题

光电检测技术试题及答案

光电检测技术试题及答案 光电检测技术试题及答案1、光电器件的基本参数特性有哪些? (响应特性噪声特性量子效率线性度工作温度) @响应特性分为电压响应度电流响应度光谱响应度积分响应度响应时间频率响应 @噪声分类：热噪声散粒噪声产生-复合噪声 1/f噪声信噪比S/N 噪声等效功率NEP 2、光电信息技术是以什么为基础，以什么为主体，研究和发展光电信息的形成、传输、接收、变换、处理和应用。 (光电子学光电子器件) 3、光电检测系统通常由哪三部分组成 (光学变换光电变换电路处理) 4、光电效应包括哪些 外光电效应和内光电效应) 外光电效应：物体受光照后向外发射电子——多发生于金属和金属氧化物。内光电效应：物体受到光照后所产生的光电子只在物质内部而不会逸出物体外部——多发生在半导体。 内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。

光电导效应：半导体受光照后，内部产生光生载流子，使半导体中载流子数显著增加而电阻减少的现象。 光生伏特效应：光照在半导体PN结或金属—半导体接触面上时，会在PN结或金属—半导体接触的两侧产生光生电动势。 5、光电池是根据什么效应制成的将光能转换成电能的器件，按用途可分为哪几种? (光生伏特效应太阳能光电池和测量光电池) 6、激光的定义，产生激光的必要条件有什么? ( 定义：激光是受激辐射的光放大粒子数反转光泵谐振腔) 7、热释电器件必须在什么样的信号的作用下才会有电信号输出? (交变辐射) 8、 CCD是一种电荷耦合器件，CCD的突出特点是以什么作为信号，CCD的基本功能是什么? (电荷 CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。) 9根据检查原理，光电检测的方法有哪四种。 (直接作用法差动测量法补偿测量法脉冲测量法) 10、光热效应应包括哪三种。 (热释电效应辐射热计效应温差电效应) 11、一般PSD分为两类，一维PSD和二维PSD，他们各自用途是什么?

近年高考光学近代物理试题

近年高考（及模拟）光学、近代物理试题选 1．下面说法正确的是 A.光子射到金属表面时，可能有电子发出 B.光子射到金属表面时，一定有电子发出 C.电子轰击金属表面时，可能有光子发出 D.电子轰击金属表面时，一定没有光子发出 2.处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时， 只发射波长为1λ、2λ、3λ的三种单色光，且 1λ>2λ>3λ，则照射光的波长为 A ．1λ B ．1λ+2λ+3λ C ．3232λλλλ+ D ．2121λλλλ+ 3．K －介子衰变的方程为：K －→π－＋π0，其中K －介子和π－介子带负的基元电荷，π 0介子不带电。一个K －介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中， 其轨迹为圆弧AP ，衰变后产生的π－介子的轨迹为圆弧PB ，两轨 迹在P 点相切，它们的半径R K -与R π-之比为2︰1。π0介子的轨 迹未画出。由此可知π－的动量大小与π0的动量大小之比为 A 1︰1 B 1︰2 C 1︰3 D 1︰6 4．如图，当电键K 断开时，用光子能量为2.5eV 的一束光照 射阴极P ，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑线变阻器， 发现当电压表读数小于0.60V 时，电流表读数仍不为零；当电压 表读数大于或等于0.60V 时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的 逸出功为 A 1.9eV B 0.6eV C 2.5eV D 3.1eV 5．下列说法中正确的是 A 质子与中子的质量不等，但质量数相等 B 两个质子间，不管距离如何，核力总是大于库仑力 C 同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同 D 除万有引力外，两个中子之间不存在其它相互作用力 6．用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应，现将该单色光的光强减弱，则 A 光电子的最大初动能不变 B 光电子的最大初动能减少 C 单位时间内产生的光电子数减少 D 可能不发生光电效应 7．铀裂变的产物之一氪90（9036Kr ）是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆 90（90 40Zr ），这些衰变是 A 1次α衰变，6次β衰变 B 4 次β衰变 C 2次α衰变 D 2次α衰变，2次β衰变 8．如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气 射向柱体的O 点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2，已 知玻璃折射率为3，入射解为45°（相应的折射角为24°），现保 持入射光不变，将半圆柱绕通过O 点垂直于图面的轴线顺时针转过 15°，如图中虚线所示，则 A 光束1转过15° B 光束1转过30°

四 光学和近代物理

光学和近代物理 第1大题： 选择题(69分) 1.1 (3分) 自然光以60°的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全偏振光，则知折射光为 ( ) （Ａ）完全偏振光且折射角是30° （Ｂ）部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为3的介质时，折射角是30° （Ｃ）部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角 （Ｄ）部分偏振光且折射角是30° 1.2 (3分) 在如图所示的单缝夫琅和费衍射实验装置中，S 为单缝，L 为透镜，C 为放在L 的焦面处的屏幕．当把单缝S 垂直于透镜光轴稍微向上平移时，屏幕上的衍射图样 ( ) （Ａ）向上平移 （Ｂ）向下平移 （Ｃ）不动 （Ｄ）条纹间距变大 1.3 (3分) 若把牛顿环装置（都是用折射率为1.52的玻璃制成的）由空气搬入折射率为1.33的水中，则干涉条纹 ( ) (A) 中心暗斑变成亮斑 (B) 变疏 (C) 变密 (D) 间距不变 1.4 (3分) 用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上．如图，当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹 ( ) （Ａ）向右平移 （Ｂ）向中心收缩 （Ｃ）向外扩张 （Ｄ）静止不动 （Ｅ）向左平移 S

1.5 (3分) 狭义相对性原理指的是（ ） （A ）一切惯性系中物理规律都有相同的表达形式 （B ）一切参照系中物理规律都是等价的 （C ）物理规律是相对的 （D ）物理规律是绝对的 （E ）以上均是 1.6 (3分) 光速不变原理指的是（ ） （A ）在任何媒质中光速都相同 （B ）任何物体的速度不能超过光速 （C ）任何参照系中光速不变 （D ）一切惯性系中，真空中光速为一相同定值 1.7 (3分) 伽利略相对性原理说的是（ ） （A ）一切参照系中力学规律等价 （B ）一切惯性系中牛顿力学规律都具有相同的形式 （C ）一切非惯性系力学规律不等价 （D ）任何参照系中物理规律等价 1.8 (3分) 频率为ν的单色光在媒质中的波速为v ，光在此媒质中传播距离l 后，位相改变量为( ) (A) v l νπ2 (B) 2l v νπ (C) 2νlv π (D) v l π2ν 19 (3分) 普朗克常数可以用下列单位中的哪一个表示？（ ） （A ）s W ? （B ）Hz J ? （C ）s J ? （D ）1s erg -? 1.10 (3分) （1）两种效应都属于光子和电子的弹性碰撞过程。 （2）光电效应是由于金属电子吸收光子而形成光电子，康普顿效应是由于光子和自由电子弹性碰撞而形成 散射光子和反冲电子 （3）两种效应都遵循动量守恒和能量守恒定律 （4）康普顿效应同时遵从动量守恒和能量守恒定律，而光电效应只遵从能量守恒定律 光电效应和康普顿效应都包含电子与光子的相互作用，仅就光子和电子相互作用而言，以上说法正确 的是（ ） (A) (1)(2) (B) (3)(4) (C) (1)(3) (D) (2)(4) 空气 单色光

近代光学测试技术

近代光学测试技术 随着激光技术、光波导技术、光电子技术、光纤技术、计算机技术的发展，以及傅里叶光学、现代光学、二元光学和微光学的出现与发展，光学测试技术无论从测试方法、原理、准确度、效率，还是适用的领域范围都得到了巨大的发展，是现在科学技术与社会生产快速发展的重要技术支撑和高新技术之一。 光学测试技术的复杂性随着科学的发展而日渐增加，大量需要处理的数据更加远离使用者的直观感觉。因此必须发展面向科学实践的、能对现代光学测试技术产生深入的了解 其中运用先进的实验手段和方法来开展内燃机缸内燃烧过程的研究，获得缸内燃咦产焰的有关信息(例如温度场·浓度场·速度场)，具有十分重要的学术价值和广阔的应用前景。内燃机缸内燃烧的光学测试方法是目前最有效的研究手段之一，在国内外得到越来越广泛的运用。采用这种方法来研究内燃机的燃烧过程，能够进一步加深对燃烧过程的理解，为燃烧系统的评价和改进提供依据，对于指导内燃机燃烧系统的设计，提高内燃机工业整体水平具有重要的现实意义。 在内燃机燃烧的各种光学测试方法中，主要有双色法(Two一ColorMethod)、全息法(Holo脚phMeth-od)、吸收光谱法(Abso甲tionSpeetroseopyMeth-od)、激光诱导荧光法(肠ser一IndueedFluores-cenceSpectroscopy，简称LIF法)、喇曼散射光谱法(RamanSeatteringSpeetroseopy)和相干反斯托克斯光谱法(CoherentAnti 一StokesRamanscattering，简称CARS法)等。这些光学测试方法的应用，使内燃机缸内燃烧的研究向微观化、定量化和可视化方向发展[z]。 双色法

仪器科学与测试技术专业(InstrumentScienceandtesting[001]

仪器科学与测试技术专业（Instrument Science and testing technology）学术型硕士研究生培养方案 （学科专业代码：99J1 授予工学硕士学位） 一、学科专业简介 仪器科学与测试技术是综合应用传感技术、光电技术、精密机械、信号与信息处理技术、现代电子技术、计算机技术、自动控制技术等，研究和探索仪器科学与测试领域的新技术、新方法，推动仪器科学与测试系统的智能化、网络化、集成化。主要研究获取、存储、处理、传输和利用信息的现代科学技术及仪器，包括测控技术及仪器、现代传感技术、精密计量理论与应用、虚拟仪器、微系统理论与应用、微小型机电系统、智能结构系统与技术、信号分析与数据处理、矿用仪器仪表等，是机、电、光、计算机、材料科学、物理、化学、生物学等先进技术的高度综合，它既是知识创新和技术创新的前提，也是创新研究的主体内容之一。 二、培养目标 1、重点培养具有良好的职业素养、坚实的仪器科学与测试技术基础理论的高层次光电产业、能源、电力行业专门技术人才； 2、培养掌握仪器科学测试理论和技术专业知识，运用先进现代测试技术、方法解决煤炭、电力、光电等行业关键理论和技术的专门人才； 3、培养严谨求实的科学态度和作风，具有创新求实精神和良好的科研道德，具备从事仪器科学与测试技术学科相关的研究开发能力；能胜任研究机构、高等院校和产业部门等有关方面的研究、工程、开发及管理工作； 4、较为熟练的掌握一门外国语，具有熟练地进行专业阅读和初步写作的技术人才 四、学习年限 全日制硕士研究生学制为三年；半脱产硕士研究生经申请批准，其学习年限可延长半年至一年。 五、培养环节 1、导师的确定 研究生导师的确定实行双向选择，研究生根据公布的导师名单填写双向选择表，然后由导师根据填表选择所要指导的研究生。第一志愿未落实的硕士研究生，根据学生其他志愿和实际情况，在进一步征求师生双方意见的基础上进行协调落实。 2、培养计划的确定

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思考题及其答案 习题01 一、填空题 1、通常把对应于真空中波长在（0.38m μ）范围内的电磁辐 μ）到（0.78m 射称为光辐射。 2、在光学中，用来定量地描述辐射能强度的量有两类，一类是（辐射度学量），另一类是(光度学量)。 3、光具有波粒二象性，既是（电磁波），又是（光子流）。光的传播过程中主要表现为（波动性），但当光与物质之间发生能量交换时就突出地显示出光的（粒子性）。 二、概念题 1、视见函数：国际照明委员会（CIE）根据对许多人的大量观察结果，用平均值的方法，确定了人眼对各种波长的光的平均相对灵敏度，称为“标准光度观察者”的光谱光视效率V(λ),或称视见函数。 2、辐射通量：辐射通量又称辐射功率，是辐射能的时间变化率，单位为瓦(1W=1J/s)，是单位时间内发射、传播或接收的辐射能。 3、辐射亮度：由辐射表面定向发射的的辐射强度，除于该面元在垂直于该方向的平面上的正投影面积。单位为(瓦每球面度平方米) 。 4、辐射强度：辐射强度定义为从一个点光源发出的，在单位时间内、给定方向上单位立体角内所辐射出的能量，单位为W／sr(瓦每球面度)。 三、简答题 辐射照度和辐射出射度的区别是什么？ 答：辐射照度和辐射出射度的单位相同，其区别仅在于前者是描述辐射接

收面所接收的辐射特性，而后者则为描述扩展辐射源向外发射的辐射特性。 四、计算及证明题 证明点光源照度的距离平方反比定律，两个相距10倍的相同探测器上的照度相差多少倍？答： 2 22 4444R I R I dA d E R dA d E R I I ===∴=ππφπφφπφ＝的球面上的辐射照度为半径为又＝的总辐射通量为在理想情况下，点光源设点光源的辐射强度为ΘΘ ()1 2222222221 122 12 11001001010E E L I E L I L I L I E R I E L L L L =∴====∴= =ΘΘ又的距离为第二个探测器到点光源， 源的距离为设第一个探测器到点光 习题02 一、填空题 1、物体按导电能力分（绝缘体）（半导体）（导体）。 2、价电子的运动状态发生变化,使它跃迁到新的能级上的条件是（具有能向电子提供能量的外力作用）、（电子跃入的那个能级必须是空的）。 3、热平衡时半导体中自由载流子浓度与两个参数有关：一是在能带中（能态的分布），二是这些能态中（每一个能态可能被电子占据的概率）。 4、半导体对光的吸收有（本征吸收）（杂质吸收）（自由载流子吸收）（激子吸收）（晶格吸收）。半导体对光的吸收主要是（本征吸收）。 二、概念题 1、禁带、导带、价带：

近代物理主要知识点及思考题答案

一、光学全息照相 1.全息照相原理：全息照相是以物理光学理论为基础的，借助参考光与物光的相互作用，在感光板上以干涉条纹的形式记录下物体的振幅和位相的全部信息。 2.全息照相的过程分两步： （1）造像，设法把物体光波的全部信息记录在感光材料上； （2）建像，照明已被记录下的全部信息的感光材料，使其再现原物的光波。 3.全息照相的主要特点： ①立体感强②具有可分割性③同一张全息片上可重叠拍摄多个全息图④全息照片再现时，像可放大缩小⑤全息照片再现时，像的亮度可变化。 4.拍摄系统的技术要求： ①对光源的要求：拍摄全息图必须用具有高度空间和时间相干性的光源； ②对系统稳定性的要求：需要一个刚性和防震性都良好的工作台； ③对光路的要求：参考光和物光两者的光程差要尽量小；两者之间的夹角应小于45°； ④对全息干板的要求：需要制作优良的全息图，一定要有合适的记录介质。 二．光电效应法测普朗克常数 1.截止电压：光电流随加速电压的增加而增加，加速电压增加到一定值后，当光电流达到饱和值I M，I M，与入射光强成正比。当U变成负值时，光电流迅速减小，当U<=U0时，光电流为0，这个相对于阴极是负值的阳极电压U0被称为截止电压。（对于不同频率的光，其截止电压不同） 2.为了获得准确的截止电位，实验所用光电管需要满足的条件： ①对所有可见光谱都比较灵敏； ②阳极包围阴极，当阳极为负电压时，大部分光子仍能射到阳极； ③阳极没有光电效应，不会产生反向电流； ④暗电流很小。 3. 红限：所谓红限是指极限频率。以为光从红到紫频率逐渐升高。发生光电效应的条件是：光的频率大于等于某一极限频率。也就是比这个频率高的光（比这种光更靠近紫色那一端）能发生光电效应。而频率比它更低（也就是更靠近红色那一端）的光不能发生光电效应。所以就把这个极限频率叫做靠近红端的极限。简称红限！ 4.反向电流：入射光照射阳极或从阴极反射到阳极之后都会造成阳极光电子发射。加速电压U为负值时，阳极发射的电子向阴极迁移形成阳极反向电流。 5.暗电流：在无光照射时，外加反向电压下光电管流过的微弱电流。 6.为了准确测定截止电位，常用方法：（1）交点法（2）拐点法。 7.光电效应法测普朗克常量的关键是：获得单色光、确定截止电压、测出光电管的伏安特性曲线 8.光电效应：当光照射金属时，光的能量仅部分的以热的形式被物体吸收，而另一部分则转化为金属中某些电子的能量，会使电子逸出金属表面，这种现象称为光电效应。 9. 光电效应的基本实验事实有哪些？ 答：①光电流随加速电压的增加而增加，加速电压增加到一定值后，当光电流达到饱和值 I M，I M，与入射光强成正比。 ②光电子的初动能与入射光频率成线性关系，而与入射光的强度无关 ③光电效应有阈频率存在，该频率称为红限 10.爱因斯坦光电效应方程推导求出h

近代物理与普通物理的关系

目录 摘要： (1) 0 前言 (1) 1 普通物理学时期 (2) 1.1 经典力学 (2) 1.2 热学 (2) 1.3 电磁学 (2) 1.4 光学 (3) 2 近代物理学时期 (3) 2.1 近代物理的发展 (4) 2.2 量子力学 (4) 2.3 相对论 (5) 3 从普通物理到近代物理 (6) 4 普通物理与近代物理的区别 (6) 5 物理学发展的意义 (7) 6 结论 (8) 参考文献 (8)

近代物理与普通物理的关系 （河南大学民生学院，河南开封，475004） 摘要： 物理学是研究宇宙间物质存在的基本形式、性质、运动和转化、内部结构等方面，从而认识这些结构的组成元素及其相互作用、运动和转化的基本规律的科学。纵观物理发展史，物理学被分为两类。一类是经典物理学，另一类则是近代物理学。经典物理学解释了力与运动之间的关系。然而牛顿力学存在这一定的局限性，这种局限性就是只能够适用于那些低速宏观的物体，而研究对象是微观高速的物体时就不适用了，所以诞生了近代物理理论，它是以量子论学为中心的，有了以量子论为基础的近代物理学就可以研究微观高速世界了。 关键词： 物理学史；普通物理；近代物理；关系； The Relationship Between Modern physics And Ordinary physics LIU LEI (School of MinSheng, Henan University, Henan Kaifeng 475004, China) Abstract: Physics is the study of the basic form of material existence in the universe, nature, movement and transformation, internal structure, etc., so as to meet the structural elements and their interaction, movement and transformation of the basic laws of science. Throughout the history of physics, physics is divided into two categories. One kind is the classical physics, another kind is the modern physics. Classical physics explains the relationship between the force and movement. Newtonian mechanics, however, there exist some limitations, this limitation is only can be applied to the macroscopic objects at low speed, and the research object is the micro high-speed object is not applicable, so was born the modern physics theory, it was based on the quantum theory as the center, has based on the quantum theory of modern physics can research high-speed microscopic world. Key words: The history of physics;Modern physics;Ordinary physics;The Relationship 0 前言 物理学史是研究物理学发展历史的科学，它是伴随着人类的发展而形成并发展起来的，它是以人类和物理世界对话的历史为研究对象的，融合了与物理学有关的自然科学以及社会科学的知识，是一门与自然科学、人文科学、思维科学等多门学科紧密结合、相互渗透的综合科学。它集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程。普通物理学是近代物理学的基础，近代物理学是 1

光学干涉测量技术

光学干涉测量技术 ——干涉原理及双频激光干涉 1、干涉测量技术 干涉测量技术和干涉仪在光学测量中占有重要地位。干涉测量技术是以光波干涉原理为基础进行测量的一门技术。相干光波在干涉场中产生亮、暗交替的干涉条纹，通过分析处理干涉条纹获取被测量的有关信息。 当两束光亮度满足频率相同，振动方向相同以及相位差恒定的条件，两束光就会产生干涉现象，在干涉场中任一点的合成光强为： 122I I I πλ=++V 式中△是两束光到达某点的光程差。明暗干涉条纹出现的条件如下。 相长干涉（明）： ， （） min 12I I I I ==+m λ=V 相消干涉（暗）： ， （）min 12I I I I ==+-12m λ? ?=+ ??? V 当把被测量引入干涉仪的一支光路中，干涉仪的光程差则发生变化。通过测量干涉条纹的变化量，即可以获得与介质折射率和几何路程有关的各种物理量和几何量。 按光波分光的方法，干涉仪有分振幅式和分波阵面式两类。按相干光束传播路径，干涉仪可分为共程干涉和非共程干涉两种。按用途又可将干涉仪分为两类，一类是通过测量被测面与参考标准波面产生的干涉条纹分布及其变形量，进而求得试样表面微观几何形状、场密度分布和光学系统波像差等，即所谓静态干涉；另一类是通过测量干涉场上指定点干涉条纹的移动或光程差的变化量，进而求得试样的尺寸大小、位移量等，即所谓动态干涉。 下图是通过分波面法和分振幅法获得相干光的途径示意图。光学测量常用的是分振幅式等厚测量技术。 图一 普通光源获得相干光的途径 与一般光学成像测量技术相比，干涉测量具有大量程、高灵敏度、高精度等特点。干涉测量应用范围十分广泛，可用于位移、长度、角度、面形、介质折射率的变化及振动等

光电检测技术课程作业及答案(打印版)

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思考题及其答案 习题01 一、填空题 1、通常把对应于真空中波长在（0.38m μ）范围内的电磁辐 μ）到（0.78m 射称为光辐射。 2、在光学中，用来定量地描述辐射能强度的量有两类，一类是（辐射度学量），另一类是(光度学量)。 3、光具有波粒二象性，既是（电磁波），又是（光子流）。光的传播过程中主要表现为（波动性），但当光与物质之间发生能量交换时就突出地显示出光的（粒子性）。 二、概念题 1、视见函数：国际照明委员会（CIE）根据对许多人的大量观察结果，用平均值的方法，确定了人眼对各种波长的光的平均相对灵敏度，称为“标准光度观察者”的光谱光视效率V(λ),或称视见函数。 2、辐射通量：辐射通量又称辐射功率，是辐射能的时间变化率，单位为瓦(1W=1J/s)，是单位时间内发射、传播或接收的辐射能。 3、辐射亮度：由辐射表面定向发射的的辐射强度，除于该面元在垂直于该方向的平面上的正投影面积。单位为(瓦每球面度平方米) 。 4、辐射强度：辐射强度定义为从一个点光源发出的，在单位时间内、给定方向上单位立体角内所辐射出的能量，单位为W／sr(瓦每球面度)。 三、简答题 辐射照度和辐射出射度的区别是什么？ 答：辐射照度和辐射出射度的单位相同，其区别仅在于前者是描述辐射接

收面所接收的辐射特性，而后者则为描述扩展辐射源向外发射的辐射特性。 四、计算及证明题 证明点光源照度的距离平方反比定律，两个相距10倍的相同探测器上的照度相差多少倍？答： 2 22 4444R I R I dA d E R dA d E R I I ===∴=ππφπφφπφ＝的球面上的辐射照度为半径为又＝的总辐射通量为在理想情况下，点光源设点光源的辐射强度为ΘΘ ()1 2222222221 122 12 11001001010E E L I E L I L I L I E R I E L L L L =∴====∴= =ΘΘ又的距离为第二个探测器到点光源， 源的距离为设第一个探测器到点光 习题02 一、填空题 1、物体按导电能力分（绝缘体）（半导体）（导体）。 2、价电子的运动状态发生变化,使它跃迁到新的能级上的条件是（具有能向电子提供能量的外力作用）、（电子跃入的那个能级必须是空的）。 3、热平衡时半导体中自由载流子浓度与两个参数有关：一是在能带中（能态的分布），二是这些能态中（每一个能态可能被电子占据的概率）。 4、半导体对光的吸收有（本征吸收）（杂质吸收）（自由载流子吸收）（激子吸收）（晶格吸收）。半导体对光的吸收主要是（本征吸收）。 二、概念题 1、禁带、导带、价带：

20-30届热学光学近代物理学

1 K 3 K 2 P 1 V 1 C C ? P 0 V 0 F G I H K 1 p 0 热学 1.（第20届全国中学生物理竞赛复赛第二题）（15分）U 形管的两支管 A 、B 和水平管C 都是由内径均匀的细玻璃管做成的，它们的内径与管长相比都可忽略不计．己知三部分的截面积分别为 2A 1.010S -=?cm 2，2B 3.010S -=?cm 2，2C 2.010S -=?cm 2，在 C 管中有一段空气柱，两侧被水银封闭．当温度为127t =℃时，空气柱长为l ＝30 cm （如图所示）， C 中气柱两侧的水银柱长分别为 a ＝2.0cm ，b ＝3.0cm ，A 、B 两支管都很长，其中的水银柱高均为h ＝12 cm ．大气压强保持 为 0p ＝76 cmHg 不变．不考虑温度变化时管和水银的热膨胀．试 求气柱中空气温度缓慢升高到 t ＝97℃时空气的体积． 2.（第21届全国中学生物理竞赛复赛第一题）(20分)薄膜材料气密性能的优劣常用其透气系数来 加以评判．对于均匀薄膜材料，在一定温度下，某种气体通过薄膜渗透过的气体分子数d PSt k N ?=，其中t 为渗透持续时间，S 为薄膜的面积，d 为薄膜的厚度，P ?为薄膜两侧气体的压强差．k 称为该薄膜材料在该温度下对该气体的透气系数．透气系数愈小，材料的气密 性能愈好． 图为测定薄膜材料对空气的透气系数的一种实验装置示意图．EFGI 为 渗透室，U 形管左管上端与渗透室相通，右管上端封闭；U 形管内横截面积 A ＝0.150cm 2．实验中，首先测得薄膜的厚度d =0.66mm ，再将薄膜固定于图中C C '处，从而把渗透室分为上下两部分，上面部分的容积30cm 00.25=V ，下面部分连同U 形管左管水面以上部分的总容积为V 1，薄 膜能够透气的面积S =1.00cm 2．打开开关K 1、K 2与大气相通，大气的压强P 1＝1.00atm ，此时U 形管右管中气柱长度cm 00.20=H ，31cm 00.5=V ．关 闭K 1、K 2后，打开开关K 3，对渗透室上部分迅速充气至气体压强atm 00.20=P ， 关闭K 3并开始计时．两小时后， U 形管左管中的水面高度下降了 cm 00.2=?H ．实验过程中，始终保持温度为C 0ο．求该薄膜材料在C 0ο时对空气的透气系数．（本实验中由于薄膜两侧的压强差在实验过程中不能 保持恒定，在压强差变化不太大的情况下，可用计时开始时的压强差和计时结束时的压强差的平均 值P ?来代替公式中的P ?．普适气体常量R = 8.31Jmol -1K -1，1.00atm = 1.013×105Pa ）． 3.（第22届全国中学生物理竞赛复赛第三题）(22分) 如图 所示，水平放置的横截面积为S 的带有活塞的圆筒形绝热容器 中盛有1mol 的理想气体．其内能CT U =，C 为已知常量，T 为热力学温度．器壁和活塞之间不漏气且存在摩擦，最大静摩

(完整版)材料分析测试技术部分课后答案

材料分析测试技术部分课后答案 太原理工大学材料物理0901 除夕月 1-1 计算0.071nm(MoKα)和0.154nm(CuKα)的X-射线的振动频率和能量。 ν=c/λ=3*108/(0.071*10-9)=4.23*1018S-1 E=hν=6.63*10-34*4.23*1018=2.8*10-15 J ν=c/λ=3*108/(0. 154*10-9)=1.95*1018S-1 E=hν=6.63*10-34*2.8*1018=1.29*10-15 J 1-2 计算当管电压为50kV时，电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大动能. E=eV=1.602*10-19*50*103=8.01*10-15 J λ=1.24/50=0.0248 nm E=8.01*10-15 J(全部转化为光子的能量) V=(2eV/m)1/2=(2*8.01*10-15/9.1*10-31)1/2=1.32*108m/s 1-3分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？ （1）用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射； （2）用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射；

（3）用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。 答：根据经典原子模型，原子内的电子分布在一系列量子化的壳层上，在稳定状态下，每个壳层有一定数量的电子，他们有一定的能量。最内层能量最低，向外能量依次增加。 根据能量关系，M、K层之间的能量差大于L、K成之间的能量差，K、L层之间的能量差大于M、L层能量差。由于释放的特征谱线的能量等于壳层间的能量差，所以K?的能量大于Ka 的能量，Ka能量大于La的能量。 因此在不考虑能量损失的情况下： CuKa能激发CuKa荧光辐射；（能量相同） CuK?能激发CuKa荧光辐射；（K?>Ka） CuKa能激发CuLa荧光辐射；（Ka>la） 1-4 以铅为吸收体，利用MoKα、RhKα、AgKαX射线画图，用图解法证明式（1-16）的正确性。（铅对于上述Ⅹ射线的质量吸收系数分别为122.8，84.13，66.14 cm2／g）。再由曲线求出铅对应于管电压为30 kv条件下所发出的最短波长时质量吸收系数。 解：查表得 以铅为吸收体即Z=82 Kαλ3 λ3Z3 μm Mo 0.714 0.364 200698 122.8 Rh 0.615 0.233 128469 84.13 Ag 0.567 0.182 100349 66.14 画以μm为纵坐标，以λ3Z3为横坐标曲线得K≈8.49×10-4，可见下图 铅发射最短波长λ0＝1.24×103/V＝0.0413nm λ3Z3＝38.844×103 μm = 33 cm3/g 1-5. 计算空气对CrKα的质量吸收系数和线吸收系数（假设空气中只有质量分数80％的氮和质量分数20％的氧，空气的密度为1.29×10-3g／cm3）。 解：μm=0.8×27.7＋0.2×40.1=22.16+8.02=30.18（cm2/g） μ=μm×ρ=30.18×1.29×10-3=3.89×10-2 cm-1 1-6. 为使CuKα线的强度衰减1／2，需要多厚的Ni滤波片？（Ni的密度为8.90g／cm3）。1-7. CuKα1和CuKα2的强度比在入射时为2：1，利用算得的Ni滤波片之后其比值会有什么变化？ 解：设滤波片的厚度为t 根据公式I/ I0=e-Umρt；查表得铁对CuKα的μm＝49.3（cm2/g）,有：1/2=exp(-μmρt) 即t=-(ln0.5)/ μmρ=0.00158cm 根据公式：μm=Kλ3Z3，CuKα1和CuKα2的波长分别为：0.154051和0.154433nm ，所以μm=K

图像测量技术论文

图像测量技术读书笔记 摘要：图像测量技术是以现代光学为基础，融光电子学、计算机图形学、信息处理、计算机视觉等现代科学技术为一体的综合测量技术，是将图像处理技术应用于测量领域的一种新的测量方法。图像测量该技术把图像作为信息传递的载体，依据视觉的原理和数字图像处理技术对物体的成像图像进行分析研究，得到需要测量的信息，目前已经成功应用于很多领域。图像测量方法具有非接触、高速度、动态范围大、信息丰富等优点，受到国内外测量领域的重视。本文介绍了图像测量技术的历史背景，总结了图像测量系统的发展现状及其应用领域，并指出了图像测量技术存在的问题及今后发展的趋势。 0.引言 图像测量技术是近年来在测量领域中新兴的一种高性能测量技术。它以光学技术为基础，将光电子学、计算机技术、激光技术、图像处理技术等多种现代科学技术融合为一体，构成光、机、电、算综合体的测量系统。图像测量，就是把测量对象——图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用的精确测量技术。其目的是从图像中提取有用的信号，通过对获得的二维图像进行处理和分析，得到需要的三维场景的信息，最终实现测量的目的。 图像（包括视频）测量技术广泛应用于工业产品质量检测、智能交通、安防、工程变形监测、医学等各个领域，并且随着计算机技术和信息技术的发展，其实现方法和手段也日新月异。 1.研究背景 科学技术和生产活动的大规模开展及一系列重大突破催生并发展了测量学科。同时，测量器具、技术和理论的发展又促进了生产技术的发展。近代科学和工业化的发展要求测量学科一方面需要进行专业化分工；同时也要求其突破经典的测量方法，寻求新的测试原理与手段，如求助于电学、光学、计算机等，从单一学科发展为多学科间的相互借鉴和渗透，形成综合各学科研究成果的新型测量系统。 传统的几何测量方法根据测量头与被测件是否接触可分为接触式与非接触

光学测试技术复习资料

光学检测原理复习提纲 第一章 基本光学测量技术 一、光学测量中的对准与调焦技术 1、对准和调焦的概念(哪个是横向对准与纵向对准？) P1 对准又称横向对准，指一个目标与比较标志在垂轴方向的重合。调焦又称纵向对准，是指一个目标像与比较标志在瞄准轴方向的重合。 2、常见的五种对准方式。 P2 压线对准，游标对准。。。。 3、常见的调焦方法 最简便的调焦方法是：清晰度法和消视差法。p2 二、光学测试装置的基本部件及其组合 1、平行光管的组成、作用；平行光管的分划板的形式（abcd ）。P14 作用：提供无限远的目标或给出一束平行光。 组成:由一个望远物镜（或照相物镜）和一个安置在物镜 焦平面上的分划板。二者由镜筒连在一起，焦距 1000mm 以上的平行光管一般都带有伸缩筒，伸缩筒 的滑动量即分划板离开焦面的距离，该距离可由伸 缩筒上的刻度给出，移动伸缩筒即能给出不同远近 距离的分划像（目标）。 2、什么是自准直目镜（P15）（可否单独使用？），自准直法？ 一种带有分划板及分划板照明装置的目镜。Zz 自准直：利用光学成像原理使物和像都在同一平面上。 3、；高斯式自准直目镜（P16）、阿贝式自准直目镜（P16）、双分划板式自准直目镜（P17）三种自准直目镜的工作原理、特点。P15—p17（概念，填空或判断） 1高斯式自准直目镜缺点--分划板只能采用透明板上刻不透光刻线的形式，不能采用不透明板上刻透光刻线的形式，因而像的对比度较低，且分束板的光能损失大，还会产生较强的杂光。 2阿贝式自准直目镜---特点射向平面镜的光线不能沿其法线入射，否则看不到亮“+”字线像。阿贝目镜大大改善了像的对比度，且目镜结构紧凑，焦距较短，容易做成高倍率的自准直仪。 主要缺点：直接瞄准目标时的视轴（“+”字刻度线中心与物镜后节点连线）与自准直时平面 （a ）"+"字或"+"字 刻线分划板； （b ）分辨率板； （c ）星点板； （d ）玻罗板

近代光学实验讲义

实验8基于线扩散函数测量光学系统MTF值 8.1 引言 光学传递函数理论是在傅里叶分析理论的基础上发展起来的。最早在1938年，德国人弗里塞对鉴别率法进行了改进，提出用亮度呈正弦分布的分划板来检验光学系统，并且证实了这种鉴别率板经照相系统成像后像的亮度分布仍然是同频率的正弦分布，只是振幅受到了削弱。1946年法国科学家P.M.Duffheux正式出版了一本阐述傅立叶方法在光学中的应用的书，并首次提出传递函数的概念，从此开拓了像质评价的新领域。 8.2 实验目的 1.学习了解光学传递函数理论； 2.光学调制传递函数（MTF）测量。 8.3 实验原理 调制传递函数（Modular Transfer Function，简称MTF）是信息光学领域引入的概念。光学成像系统作为最基本的光学信息处理系统，可以用来传递二维的图像信息。对于一个给定的光学系统而言，输入图像信息经过光学系统后，输出的图像信息取决于光学系统的传递特性。由于光学系统是线性系统，而且在一定条件下还是线性空间不变系统，因此可以沿用通信理论中的线性系统理论来研究光学成像系统性能。对于相干与非相干照明下的衍射受限系统，可以分别给出它们的本征函数，把输入信息分解为由这些本征函数构成的频率分量，并考察每个空间频率分量经过系统后的振幅衰减和相位移动情况，可以得出系统的空间频率特性，即传递函数。这是一种全面评价光学系统传递光学信息能力的方法，当然也可以用来评价光学系统的成像质量。与传统的光学系统像质评价方法(如星点法和分辨率法)相比，用光学传递函数方法来评价光学系统成像能力更加全面，且不依赖于观察个体的区别，评价结果更加客观，有着明显优越性。随着近年来微型计算机及高精度光电测试工具的发展，测量光学传递函数的方法日趋完善，已成为光学成像系统的频谱分析理论的一种重要应用。另外，光学成像系统的传递函数分析方法作为光学信息处理技术的理论基础，有得于推动光学信息处理技术在信息科学中得到广泛的应用。 MTF是瑞典哈苏公司制定的反映镜头成像质量的一个测试参数，反映的是镜头对现实世界的再现能力。这是一个复杂的测试体系，是对镜头的锐度，反差和分辨率进行综合评价的数值。对于一个平面黑(白)色物体，它的线对频率是O。此时，任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1。而对于纯黑和纯白相间的线条(反差为100%)来说，随着线对频率的提高，通过镜头表现的反差就相应减少(反差小于100%)。当频率达到一个很高的数值时(例如1000线对/毫米)，则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF 值就接近于0。因此，MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大(越接近l)，说明这个镜头还原真实的能力越强。 对于一个线性或可以近似看作线性的成像光学系统，当一个点光源在物方移

现代光学测试实验报告

现代光学测试技术实验报告 姓名：*** 学号：*** 专业：*** 班级：*** 课程名称：现代光学测试技术 指导教师：*** 完成日期：***

现代光学测试技术实验报告 一、实验目的 1、了解散斑的性质及特点 2、了解散斑干涉、剪切散斑干涉、DIC 、和条纹投影技术的具体应用 3、通过分析优劣更好地学习现代光学测试技术的相关内容 二、实验原理 ● 散斑 1、散斑的定义 当一束激光照射到物体的粗糙表面(例如铝板)时，在铝板前面的空间将布满无规律分布且明暗相间的颗粒状光斑，称为散斑。（如图1所示） 2、要形成散斑且质量较好必须具备的条件： （1）有能发生散射光的粗糙表面 （2）入射光线的相干度要足够高，如：激光 （3）如使用激光粗糙表面深度须大于入射光波长 3、散斑的分类 由粗糙表面的散射光干涉而直接形成的，称为直接散斑。(如图2所示) 经过一个光学系统，在它的像平面上形成的散斑，称为成像散斑，即主观散斑。（如图3所示） 图2 客观散斑原理图 图1 散斑图像

图3 主观散斑原理图 4、散斑的应用 散斑携带了散射面的丰富信息，可以通过散斑的性质来推测物体表面的性质，是实验应力分析方法的一种，用于测取物体的位移、应变。由于这种办法的无损、快速等诸多优点，它被广泛应用于工业控制的缺陷检测、医学的光活检等领域，且受到越来越多的关注。 ●三角法测量原理 图4 激光三角法测量原理图

如图所示，θsin z a a b M ??=???= z K z s i n M b ??=???=??θ 则K b z ?=?，其中θsin M K ?= 物体变形前和变形后的光强分布为： ()()()()x y x P x y x P f ,2,,2cos y x b y x a I f π π=?? ?????+=，， ()()()()()[]()()()[]y x z y x k -x ,2,y x z y x k -x ,2cos y x b y x a I c c ，，，，，，y x P y x P π π=???????+= ()() ()()() ()()y x K -y x z y x z y x K y x z y x P y x k 2-c f c f ，，，，，，，??= ∴=?= ??π ()y x K ，可以通过实验标定得到，由此，则可知物体的变形或位移 ● DIC 技术 图5 物体变形图像追踪 因为散斑分布是随机的，所以每一点和它周围的散斑是不一样的，我们在相关运算过程中，可以将变形前和变形后的散斑图像分割成很多网格，每一个网格就是一个相应的子集：这样，我们就可以以这个子集为载体，分析物体的相应的位移信息，将所有的子集进行计算，就可以得到相应的位移场： 在数字图像相关算法中，我们将变形前后的两幅散斑图分别设为F （x ，y ）和G （x ，y ），劝、数字图像相关基本思想是在F （x ，y ）中找到一个子区，通

互换性与测量技术韩进宏课后习题答案

互换性与技术测量 -韩进宏 -课后题答案 思考题与习题 1 1-1 零件具有什么性能才称它们具有互换性?互换性有什么作用 ?互换性的分 类如何 ? 1-2 为什么要制定《优先数和优先数系》的国家标准?优先数系是一种什么数 列?它有何特点 ?有哪些优先数的基本系列?什么是优先数的派生系列? 1-3 试写出下列基本系列和派生系列中自 1 以后的 5 个优先数的常用值 :R10, R10/2， 820/3, R5/3o 1-4 自 6 级开始各等级尺寸公差的计算公式为10i,16i, 25i, 40i,64i, 1001, 1601,, 。自 3 级开始螺纹公差的等级系数为0.50, 0.63, 0.80, 1.00, 1.25, 1.60 2. 00。试判断它们个属于何种优先数的系列(i 为公差单位 )。 答: 前者属于 R5 系列，后者属于 R10 答案 1-5 零件具有什么性能才称它们具有互换性?互换性有什么作用 ?互换性的分 类如何 ? 答:1、在装配时从制成的统一规格零部件中任意取一件，不需任何挑选和修配，就能与 其他零部件安装在一起而组成一台机器，并且能达到规定的使用要求。 2、互换性的作用主要体现在以下三个方面: C1)在设计方面能最大限度地使用标准件，便可以简化绘图和计算等工作，使设计周 期变短，利于产品更新换代和 CAD 技术的应用。 (2)在制造方面有利于组织专业化生产，使用专用设备和 C AVI技术。 (3)在使用和维修方面可以及时更换那些已经磨损或损坏的零部件，对于某些易损件可 以提供备用件，则可以提高机器的使用价值。 3、按不同场合对于零部件互换的形式和程度的不同要求，把互换性可以分为完全互 换性和不完全互换性两类。 1-6 为什么要制定《优先数和优先数系》的国家标准?优先数系是一种什么数 列?它有何特点 ?有哪些优先数的基本系列 ?什么是优先数的派生系列 ? 答:优先数系有广泛的适用性，成为国际上通用的标准化数系。优先数系是一种科学的数 值制度。适用于各种量值分级。工程技术人员应在一切标准化领域中尽可能地采用优先数 系，它不仅达到对各种技术参数协调、简化和统一的回的，促进国民经济更快、更稳地发展，而且是制订其它标准的依据。 优先数系是十进等比数列，其中包含to 的所有整数幂 c }}}, o. on o.1, 1, 10, loo, , )。 只要知道一个十进段内的优先数系，其他十进段内的数值就可由小数点的前后移位得到。优先数系中的数值可方便地向两端延伸，使小数点前后移位，便可以得到所有小于i 和大于 to 的任意优先数系。 国家标准 cB/T3zr-i98a《优先数和优先数系》规定十进等比数列为优先数系，并规定 了五个系列，分别用系列符号R5, R10, R20, R40和 R80 表示，称为Rr 系列。其中前四个 系列是常用的基本系列，而R80 则作为补充系列，仅用于分级很细的特殊场合。 为使优先数系具有更宽广的适应性，可以从基本系列中，每逢p 项留取一个 优先数·生成新的派生系列·以符号Rr l p 表示·派生系列的公比为